Cercetarea vizează elucidarea naturii chimice a materialului ereditar este demonstrat în mod concludent că moștenirea de substrat și variabilitatea sunt acizi nucleici care au fost găsite F. Miescher (1868) în nucleele celulelor puroi. Acizii nucleici sunt macromolecule, i. E. au o masă moleculară mare. Acestea sunt polimerii constând din monomeri - nucleotide, care conțin trei componente: zahăr (pentoză), fosfat și bază azotată (purină sau pirimidină). Primul atom de carbon al moleculei pentose C-1 „se alătură o bază azotată (adenină, guanină, citozină, timină sau uracil) și atomul de carbon al cincilea C-5“ prin eter bond - fosfat; la al treilea atom de carbon C-3 'există întotdeauna o grupare hidroxil - OH.
Combinația de nucleotide din macromolecul acidului nucleic are loc prin interacțiunea unui fosfat de o nucleotidă cu hidroxilul unui alt astfel încât să se stabilească o legătură fosfodiesterică între ele. Ca rezultat, se formează un lanț de polinucleotide.
Există două tipuri de compuși dintre acizii nucleici: acizii deoxiribonucleici (ADN) și ribonuclei (ARN). Studiul compoziției principalilor purtători ai materialului ereditar - cromozomi - a constatat că componenta cea mai stabilă din punct de vedere chimic este ADN, care este un substrat de ereditate și variabilitate.
Structura secundară a ADN-ului se formează datorită interacțiunilor nucleotidelor (mai ales a bazelor azotate) unele cu altele, legăturile de hidrogen. Un exemplu clasic al structurii secundare a ADN-ului este dublul helix al ADN-ului. Dublul helix de ADN este forma cea mai răspândită a ADN-ului în natură, constând din două lanțuri polinucleotidice de ADN. Construcția fiecărui lanț ADN nou se realizează în conformitate cu principiul complementarității, adică fiecare bază de azot a unui lanț ADN corespunde unei baze strict definite a unui alt lanț: în perechea complementară față de A este T și opus G este C etc.
ARN-urile sunt polinucleotide, dar ele constau dintr-un singur lanț, masa lor moleculară fiind mai mică decât cea a ADN-ului. În plus, ele diferă în următoarele: 1) cantitatea de ARN din celulă depinde de vârstă, starea fiziologică, organul celulei; 2) riboza este conținută în mononucleotidele ARN, în locul uracilului de timină; 3) regulile Chargaff nu sunt caracteristice pentru ARN; 4) ARN baze minore mai lungi decât în ADN-ul, în timp ce în număr minor ARNt se apropie de bază 50. Toate ARN-ul a fost sintetizat pe un ADN, un proces numit transcriere.
În funcție de localizarea într-o celulă, funcții disting specii de ARN 3: m-ARN (matricea sau informații), transport - ARNt, ribozomale - p-ARN.
Rezultatul interacțiunii ADN-ului cu proteinele în compoziția cromatinei este compactificarea sa.
Primul nivel al compactării ADN-ului este nucleozomal. Dacă cromatina este supusă acțiunii nucleazei, aceasta și ADN-ul sunt descompuse în structuri repetate în mod regulat. După tratamentul cu nuclează, fracția de particule este separată de cromatină prin centrifugare. O astfel de particulă de nucleoproteină complexă a fost numită Nucleosome.
Al doilea nivel de compactare este un fibril cu un diametru de 30 nm. Primul nivel de compactitate cromatinei nucleozomale joacă un rol de reglementare și structură, oferind o densitate de ambalare a ADN-ului de 6-7 ori. Fibrele cromatinei cu diametrul de 25-30 nm sunt detectate în cromozomii mitotici și în nucleele interfazice.
Domeniile ADN cu buclă sunt al treilea nivel al organizării structurii cromatinei. La niveluri mai ridicate de organizare a cromatinei, proteinele specifice se leagă la anumite regiuni ale ADN-ului, care formează bucle mari sau domenii, la locurile de legare. În unele locuri există cheaguri de cromatină condensată, formate de rozetă, constând din multe bucle de fibre de 30 nm care se unesc într-un centru dens. Dimensiunea medie a ieșirilor atinge 100-150 nm. Cromatină roșie fibro-ril - Cromere. Fiecare cromogen constă din mai multe bucle cu nucleozomi care sunt conectate într-un singur centru. Modurile de crom sunt legate între ele prin siturile cromatinei nucleozomale. Această structură de cromatină în buclă asigură compactizarea structurală a cromatinei și organizează unitățile funcționale ale cromozomilor - repliconi și gene transcrise.
Funcțiile acizilor nucleici în procesul de realizare a informațiilor ereditare. Codificarea informațiilor ereditare în celulă. Codul genetic și proprietățile sale. Etape de realizare a informațiilor genetice: procese de transcriere și transcriere, procese de traducere și post-translație.
Acizii nucleici sunt heteropolimeri liniari, neprinse, ale căror monomeri sunt nucleotide. legături de fosfodiester legat.
Există două tipuri de acizi nucleici: ADN (acid deoxiribonucleic) și ARN (acid ribonucleic). Acizii nucleici asigură stocarea, reproducerea și implementarea informațiilor genetice (ereditare). Această informație este reflectată (codată) sub formă de secvențe de nucleotide. În particular, secvența de nucleotide reflectă structura primară a proteinelor. Corespondența dintre aminoacizi și secvențele de nucleotide care le codifică se numește cod genetic. Unitatea codului genetic al ADN și ARN este un triplet - o secvență de trei nucleotide.
Proprietățile codului genetic:
1. Triplet - o unitate semnificativă de cod este o combinație de trei nucleotide.
2. Continuitate - nu există semne de punctuație între tripleți, adică informațiile sunt citite continuu.
3. disjuncția - una și nu pot avea loc simultan în două sau mai multe triplete aceeași nucleotidelor (nu au fost observate pentru unele gene suprapuse de virusuri, bacterii și mitocondrii, care codifică mai multe proteine citește de schimbare de cadru).
4. Unicitatea (specificitatea) - un anumit codon corespunde unui singur aminoacid.
5. Degenerare (redundanță) - mai mulți codoni pot corespunde aceluiași aminoacid.
6. Universalitate - codul genetic funcționează în același mod în organisme cu diferite nivele de complexitate - de la virusuri la oameni (bazate pe aceasta, metode de inginerie genetică).
7. Imunitatea - mutațiile de substituții ale nucleotidelor care nu conduc la o schimbare în clasa aminoacidului codificat sunt numite conservatoare; mutațiile în înlocuirea nucleotidelor, care conduc la o schimbare în clasa aminoacizilor codificați, se numesc radicali.
Acizii nucleici formează o varietate de compuși cu proteine - nucleoproteine. sau nucleoproteine.
Conform ideilor existente, reglementarea ar putea apărea la unul sau mai multe niveluri; în plus față de sinteza ADN (creștere și diviziune celulară), aceste niveluri includ:
Transcrierea - construirea ARN-ului pentru ADN-ul său complementar;
procesarea ARN (modificări post-transcriptional de ARN) - un set de procese în celule eucariote, care duc la transformarea transcriptului primar ARN în ARN matur.
Traducere - sinteza proteinei din aminoacizi pe matricea de ARN de informație (sau matrice) (mRNA sau ARNm) de către ribozom.
Procesele post-translaționale - un exemplu al acestui tip de modificare post-translațională a proteinelor poate fi scindarea peptidelor semnal după transferul proteinelor prin membranele biologice.
Trimiteți-le prietenilor: